超临界二氧化碳染色.docx

论文 题 目： 超临界二氧化碳染色 姓 名： 崔志鹏 学 号： 0810150201 专业班级： 轻化082班 学 院： 纺织学部 二零一零年十二月十二日超临界二氧化碳染色【摘要】超临界二氧化碳染色技术是一种新型环保的染色技术，本文通过对一些文献的查阅，简单地概述这种技术的特点以及发展前景。【关键词】超临界二氧化碳；新型染色技术；环保【引言】 利用超临界流体溶剂所具有的低粘度、高扩散性等等传统工艺中水溶剂所不具备的多种特性进行染整加工，而且加工工艺中不断体现出了新的优势，是目前值得探索的加工工艺之一。超临界二氧化碳的概念 二氧化碳(CO2)是一种无色、无臭和不燃的气体，其相对密度是空气的1. 5倍。它的分子呈直线型，两个氧原子分别在碳的两侧，呈对称分布,故不显极性。所以，它的相对分子质量虽比水大。但沸点很低，在常温时为气体。它的临界温度为31.10C？加压易液化。由于其分子是非极性的，液态的二氧化碳对极性物质的溶解能力不高，对低极性和非极性物质都有较高的溶解能力，因而对非极性或疏水性纤维具有较强的溶胀能力。如果把二氧化碳置于密封体系中升温和加压，当超过C02的临界温度(31.10C)和临界压力7.39MPa）时，即超过临界点后，则C02转变到超临界流体状态。此时，它具有许多独特的性质。在临界温度以上， 不管如何加热，它也不能变为气体；同时，在临界压力下，即使加很大的压力也不能变为液体和固体。由于它不同于气体、液体和固体，故将这种状态的流体状态称为超临界流体。超临界CO2流体（SCF）是指处于临界温度和临界压力(31.2。C,7.31MPa)以上，具有良好溶解性和扩散性质的流体。 邢声远,超临界二氧化碳流体染色E,科普与趣闻,（2005）05-0062-01超临界二氧化碳流体染色具有以下一些优点（1）染色时不用水，无废水污染；（2）染色结束后可降低压力，此时CO2气化，不需要进行染后供干，既可縮短工艺流程，又可縮短染色时间、节省烘干能源；(3)上染速度快，匀染和透染性好，染色重现性也很好；(4)CO2本身无毒，不燃，可重复回用；(5)染料可重复利用，染色时不需要添加分散剂、匀染剂、缓冲剂等助剂，不仅可降低成本，提高染料的利用率，还有利于环境保护，减少污染；(6)适用的纤维品种较广，一些难染的合成纤维（如丙纶、芳纶等）也可染色。 邢声远,超临界二氧化碳流体染色E,科普与趣闻,（2005）05-0062-01 超临界C02流体染整加工的优势:（1）真正实现了无水染色，彻底消除了染色废水的产生，因此可以从根本上解决印染废水处理的难题，保护了水资源;（2）无需使用助剂，如用分散染料染涤纶可省去分散剂、扩散剂、匀染剂等化学品;（3）C02易得，安全，无毒，是发酵及合成氨等工业中的副产物，易纯化，因此染色过程中无有害气体排放，且C02可循环使用，不会带来温室效应;（4）降低了能耗，因省去了染色后织物的烘燥过程，热能消耗仅为常规工艺的20% ;（5）染色效果好，超临界002染色具有较高的上染率和良好的匀染性;（6）染料可冋用，残余染料可重新回到粉末状，并加以应用，从而使染料利用率大大提高;（7）染色时间短染色后一般不必进行还原清洗，缩短了生产周期，能实现快速响应的生产和经营机制. 宋梦军,杨文芳,超临界CO2在染色中的应用C,针织工业,2011年第5期 超临界二氧化碳应用于分散染料的染色由于分散染料是一类难溶于水，在水中主要呈悬浮体存在的非离子性染料，在水中要依靠大量的分散剂等助剂以保持其分散状态。分散剂的存在虽可提高染料悬浮体的分散稳定性，但是，采用分散剂不仅会增加生产成本，而且会污染水质，有时还会降低染料的平衡上染率，影响到染色的质量。若采用超临界二氧休碳流体作为染色介质，则由于它是非极性分子，对分散染料的溶解能力比水高得多。染料溶解度高，这不仅可提高上染速度，还可提高匀染和移染性,如果染料全部溶解,也不会出现分散染料在水中存在的稳定性降低而引起的各种问题。又由于超临界二氧化碳流体的粘度极低，分子间作用力小,染料在其中的扩散阻力小介于气体和液体之间、扩散速度快.因而有利于染料的渗透和移染,从而可大大提高匀染和透染程度。开始时，纤维在超临界CO2中溶胀（CO2 对PET和PP纤维的亲和力大），由于吸附的CO2 的增塑作用，纤维的Tg下降。有人认为，CO2在纤维上的吸附平衡在短时间内就能达到。因为纤维的纤度小，纤维表面积和质量的比值大。另一方面，拒水性的染料在超临界CO2中有相对髙的溶解度（溶解度和水染色体系中的几乎相等）。溶解的染料和CO2分子相互作用。这些溶解的染料分子相对容易地扩散进溶胀纤维的无定形区，随后吸附在纤维分子上，且在很大程度上服从分配定律,尽管在聚酯内部的扩散是一个速率受限制的过程，和水染色体系相比，扩散速率要快，因为在水染色体系中纤维的溶胀很困难。纤维中染料的浓度达到102 -104，比染浴中的高。 吴霞玲,宋心远,超临界流体染色时分散染料的溶解度和染料吸附平衡之间的关系,国外纺织技术,中第210期利用超临界二氧化碳流体染色，其工艺过程很简单。染色通常是在2030兆帕的高压下进行的， 染色温度应根据织物（或纤维）的品种进行调节， 一般掌握在801600C，也可再高些。对于一些难扩散、耐热性又好的纤维染色温度可高达3000C， 染色时间一般为520min。染色时将织物卷绕在一根有孔的不锈钢辊上，并将其悬吊在高压染罐中。将粉状染料放入染罐的底部，并在隔绝空气的状态下充人CO2气体，当达到所需温度时，就在23min内等温压縮到所需压力，并用搅拌器搅拌。在整个染色时间内要保持恒定的压力，染色结束后减压，最后排气即可。邢声远,超临界二氧化碳流体染色E,